Fahrzeug-, Luft- und Raumfahrttechnik

Moderne Lackierungen sind in der Regel als Mehrschichtsystem ausgeführt. Bei makroskopisch sichtbaren Lackfehlern ist es von großer Bedeutung, die Schicht zu ermitteln, in der die Ursache des Fehlers liegt. Unsere Systeme erlauben auf einfache Weise den Querschnitt der Lackschichten zu untersuchen.

Querschnitt einer lackierten Metalloberfläche. Durchmesser des Einschlusses ca. 10µm.

Bildquelle: JEOL Ltd. / Broschüre CP

Schleifmittel enthalten Partikel aus sehr harten, keramischen Körnern. Die mechanische Freilegung des Materialgefüges zur Evaluation der Korn- und Porenverteilung ist daher sehr anspruchsvoll. JEOL Systeme ermöglichen die einfache und artefaktfreie Herstellung zur Untersuchung großflächiger Querschnitte.

Querschnitt durch einen Schleifwerkstoff mit Körnern aus Bornitrid

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH,  Diamant-Gesellschaft Tesch GmbH, Material freigegben

Integrierte Schaltungen und Bauteile der Elektronikindustrie müssen durch Drähte kontaktiert werden. Das Versagen dieses Interfaces ist eine der häufigsten Ausfallursachen für diese Bauteile. Zur Charakterisierung der Qualität dieses Interfaces ist eine zielgenaue Querschnittspräparation ohne jede thermo-mechanische Belastung des Drahtes notwendig. Die von JEOL hergestellten Systeme erlauben eine schnelle, einfache und artefaktfreie sowie zielgenaue Präparation und detaillierte Charakterisierung dieser Grenzfläche.

Querschnitt durch den Bond-Pad einer Leuchtdiode.

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Die Oberfläche von Lotusblättern kann als Modellsystem für selbstreinigende Oberflächen dienen. Die genaue Charakterisierung dieser Oberflächen ist essentiell um sie nachbauen zu können. Die Oberfläche von Lotusblättern besteht aus kleinen Wachsröhren, die während der Untersuchung mittels Elektronenstrahl leicht zerstört werden können. Hierzu offeriert JEOL maßgeschneiderte Lösungen mit welchen die Proben kontrolliert thermisch stabilisiert werden und somit eine Zerstörung durch die Beobachtung ausgeschlossen werden kann.

Oberfläche einen Lotusblattes. Der Durchmesser der Wachsröhren beträgt ca 50 nm

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Um die mechanischen Eigenschaften eines metallischen Gefüges zu definieren, wird das Bilden von Ausscheidungen gezielt eingesetzt. In Form von Verunreinigungen können diese jedoch auch unerwünscht sein. Um die Qualität einer Legierung beurteilen zu können, müssen die Morphologie sowie die chemische Zusammensetzung der Ausscheidungen bestimmt werden. Zu diesem Zweck bietet JEOL allumfassende Komplettlösungen, von der artefaktfreien Probenpräparation bis zur hochaufgelösten Analyse von der µm bis nm Ebene an.

Elementverteilungsbild einer Messinglegierung

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Moderne Lackierungen sind in der Regel Mehrschichtsysteme. Bei makroskopisch sichtbaren Lackfehlern ist es von großer Bedeutung, jene Schicht zu ermitteln, in welcher die Ursache des Fehlers liegt. Die Präparationssysteme von JEOL ermöglichen die einfache und reproduzierbare Herstellung von artefaktfreien Querschnitten.

Querschnitt einer lackierten Metalloberfläche. Durchmesser des Einschlusses ca. 10µm

Bildquelle: JEOL Ltd., Broschüre CP

Im Betrieb werden Werkstoffe häufig hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, welche die Mikrostruktur oder chemische Zusammensetzung des Werkstoffs verändern. Um diese Veränderung im Rasterelektronenmikroskop untersuchen zu können, stattet JEOL seine EDX-Detektoren mit der Möglichkeit aus, die zeitliche Veränderung aufzuzeichnen. So kann bspw. das Kornwachstum sowie die chemische Entmischung durch einen externen Wärmeeintrag in-situ beobachtet werden.

Thermisch induzierte Veränderung von Lötzinn (Pb Sn)

Bildquelle: JEOL Ltd.

Neuartige Werkstoffe werden immer häufiger hinsichtlich Ihres Einsatzgebietes maßgeschneidert hergestellt. Diese zielgerichteten Modifikationen erstrecken sich häufig bis zur Nanoskala. Die Charakterisierung  solch empfindlicher Oberflächen erfordert höchste Ansprüche an das bildgebende Instrument. Die hochauflösenden Rasterelektronenmikroskope von JEOL lassen sich routinemäßig in diesem Grenzbereich betreiben.

Oberflächenabbildung einer Zeolithverbindung

Bildquelle: JEOL Ltd.

Viele Materialsysteme werden heutzutage funktionalisiert. Maßgeschneiderte Eigenschaften wie z.B. Abriebfestigkeit, Farbe oder chemische Widerstandsfähigkeit werden durch Ausbildung von Mehrschichtsystemen auf Substraten erreicht. Die von JEOL hergestellten Systeme erlauben es auf einfache Weise diese Schichtsysteme zu Untersuchen. Hierbei bietet JEOL Komplettlösungen von der artefaktfreie Präparation bis hin zur automatisierten und reproduzierbaren Extraktion relevanter Parameter wie Schichtdicke oder -rauheit.

Schichtsystem auf metallischem Substrat

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Für funktionalisierte Hochleistungswerkstoffe wird die Notwendigkeit Mehrschichtsysteme kontrolliert auf ein Substrat aufbringen zu können stetig wichtiger. Besonders im Zusammenhang mit Schutzschichten auf metallischen Substraten leisten diese Systeme einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Langlebigkeit von stark beanspruchen Komponenten. Um die chemische Zusammensetzung sowie die mikrostrukturellen Eigenschaften abbilden zu können, hat JEOL Instrumente entwickelt, die es ermöglichen, Mehrschichtkomponenten präparieren und mit einer noch nie dagewesenen Detailtiefe abbilden zu können.

Farbschichten auf einem Al-Substrat

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH

Moderne metallische Werkstoffe sind häufig aus unterschiedlichen Komponenten komplex zusammengesetzte Systeme. Die räumliche Orientierung der einzelnen Kristalle (Textur) sowie die chemische Zusammensetzung sind wichtige Komponenten hinsichtlich der resultierenden mechanischen Eigenschaften. Um sowohl die Textur als auch die chemische Zusammensetzung parallel erfassen zu können bietet JEOL leistungsfähige Komplettlösungen von der artefaktfreien Probenpräparation bis hin zur vollständigen dreidimensionalen Rekonstruktion an. Somit können beide Analysetechniken direkt miteinander verglichen werden.

Multilagen Schaltkreis auf keramischem Substrat (Al2O3, Mo, W)

Bildquelle: JEOL Ltd.

In der industriellen Qualitätskontrolle ist die einfache und schnelle Charakterisierung eines Werkstückes von höchster Bedeutung. Für diesen Zweck kommen Rasterelektronenmikroskope dank ihrer hohen Auflösung, leistungsfähiger Elementanalytik und vor allem, dank ihrer einzigartigen Tiefenschärfe vermehrt zum Einsatz. Sämtliche Systeme von JEOL verfügen über eine spezielle Optik, welche für eine verzerrungsfreie, tiefenscharfe Abbildung makroskopischer Bauteile sorgt.

Elektronenmikroskopische Abbildung einer 33mm langen Schraube

Bildquelle: JEOL (Germany) GmbH